Zirkonium

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Zirkonium,  40Zr
Zirconium crystal bar and 1cm3 cube.jpg
Zirconium spectrum visible.png
Garis spektrum zirkonium
Sifat umum
Nama, simbolzirkonium, Zr
Pengucapan/zirkonium/[1]
Penampilanputih keperakan
Zirkonium dalam tabel periodik
Hidrogen (diatomic nonmetal)
Helium (noble gas)
Litium (alkali metal)
Berilium (alkaline earth metal)
Boron (metalloid)
Karbon (polyatomic nonmetal)
Nitrogen (diatomic nonmetal)
Oksigen (diatomic nonmetal)
Fluorin (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natrium (alkali metal)
Magnesium (alkaline earth metal)
Aluminium (post-transition metal)
Silikon (metalloid)
Fosforus (polyatomic nonmetal)
Belerang (polyatomic nonmetal)
Klorin (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kalium (alkali metal)
Kalsium (alkaline earth metal)
Skandium (transition metal)
Titanium (transition metal)
Vanadium (transition metal)
Kromium (transition metal)
Mangan (transition metal)
Besi (transition metal)
Kobalt (transition metal)
Nikel (transition metal)
Tembaga (transition metal)
Seng (transition metal)
Galium (post-transition metal)
Germanium (metalloid)
Arsen (metalloid)
Selenium (polyatomic nonmetal)
Bromin (diatomic nonmetal)
Kripton (noble gas)
Rubidium (alkali metal)
Stronsium (alkaline earth metal)
Itrium (transition metal)
Zirkonium (transition metal)
Niobium (transition metal)
Molibdenum (transition metal)
Teknesium (transition metal)
Rutenium (transition metal)
Rodium (transition metal)
Paladium (transition metal)
Perak (transition metal)
Kadmium (transition metal)
Indium (post-transition metal)
Timah (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telurium (metalloid)
Iodin (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Sesium (alkali metal)
Barium (alkaline earth metal)
Lantanum (lanthanide)
Serium (lanthanide)
Praseodimium (lanthanide)
Neodimium (lanthanide)
Prometium (lanthanide)
Samarium (lanthanide)
Europium (lanthanide)
Gadolinium (lanthanide)
Terbium (lanthanide)
Disprosium (lanthanide)
Holmium (lanthanide)
Erbium (lanthanide)
Tulium (lanthanide)
Iterbium (lanthanide)
Lutesium (lanthanide)
Hafnium (transition metal)
Tantalum (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Renium (transition metal)
Osmium (transition metal)
Iridium (transition metal)
Platina (transition metal)
Emas (transition metal)
Raksa (transition metal)
Talium (post-transition metal)
Timbal (post-transition metal)
Bismut (post-transition metal)
Polonium (post-transition metal)
Astatin (metalloid)
Radon (noble gas)
Fransium (alkali metal)
Radium (alkaline earth metal)
Aktinium (actinide)
Torium (actinide)
Protaktinium (actinide)
Uranium (actinide)
Neptunium (actinide)
Plutonium (actinide)
Amerisium (actinide)
Kurium (actinide)
Berkelium (actinide)
Kalifornium (actinide)
Einsteinium (actinide)
Fermium (actinide)
Mendelevium (actinide)
Nobelium (actinide)
Lawrensium (actinide)
Ruterfordium (transition metal)
Dubnium (transition metal)
Seaborgium (transition metal)
Bohrium (transition metal)
Hasium (transition metal)
Meitnerium (unknown chemical properties)
Darmstadtium (unknown chemical properties)
Roentgenium (unknown chemical properties)
Kopernisium (transition metal)
Nihonium (unknown chemical properties)
Flerovium (post-transition metal)
Moskovium (unknown chemical properties)
Livermorium (unknown chemical properties)
Tenesin (unknown chemical properties)
Oganeson (unknown chemical properties)
Ti

Zr

Hf
itriumzirkoniumniobium
Nomor atom (Z)40
Golongangolongan 4
Periodeperiode 5
Blokblok-d
Kategori unsur  logam transisi
Berat atom standar (Ar)
  • 91,224±0,002
  • 91,224±0,002 (diringkas)
Konfigurasi elektron[Kr] 5s2 4d2
Elektron per kelopak2, 8, 18, 10, 2
Sifat fisik
Fase pada STS (0 °C dan 101,325 kPa)padat
Titik lebur2125 K ​(1852 °C, ​3365 °F)
Titik didih4650 K ​(4377 °C, ​7911 °F)
Kepadatan mendekati s.k.6,52 g/cm3
saat cair, pada t.l.5,8 g/cm3
Kalor peleburan14 kJ/mol
Kalor penguapan591 kJ/mol
Kapasitas kalor molar25,36 J/(mol·K)
Tekanan uap
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pada T (K) 2639 2891 3197 3575 4053 4678
Sifat atom
Bilangan oksidasi−2, 0, +1,[2] +2, +3, +4 (oksida amfoter)
ElektronegativitasSkala Pauling: 1,33
Energi ionisasike-1: 640,1 kJ/mol
ke-2: 1270 kJ/mol
ke-3: 2218 kJ/mol
Jari-jari atomempiris: 160 pm
Jari-jari kovalen175±7 pm
Lain-lain
Kelimpahan alamiprimordial
Struktur kristalsusunan padat heksagon (hcp)
Struktur kristal Hexagonal close-packed untuk zirkonium
Kecepatan suara batang ringan3800 m/s (suhu 20 °C)
Ekspansi kalor5,7 µm/(m·K) (suhu 25 °C)
Konduktivitas termal22,6 W/(m·K)
Resistivitas listrik421 nΩ·m (suhu 20 °C)
Arah magnetparamagnetik[3]
Modulus Young88 GPa
Modulus Shear33 GPa
Modulus Bulk91,1 GPa
Rasio Poisson0,34
Skala Mohs5,0
Skala Vickers820–1800 MPa
Skala Brinell638–1880 MPa
Nomor CAS7440-67-7
Sejarah
Penamaandari zircon, zargun زرگون yang berarti "berwarna emas".
PenemuanMartin H. Klaproth (1789)
Isolasi pertamaJ. Berzelius (1824)
Isotop zirkonium yang utama
Iso­top Kelim­pahan Waktu paruh (t1/2) Mode peluruhan Pro­duk
88Zr sintetis 83,4 hri ε 88Y
γ
89Zr sintetis 78,4 jam ε 89Y
β+ 89Y
γ
90Zr 51,45% stabil
91Zr 11,22% stabil
92Zr 17,15% stabil
93Zr renik 1,53×106 thn β 93Nb
94Zr 17,38% stabil
96Zr 2,80% 2,0×1019 thn[4] ββ 96Mo
| referensi | di Wikidata

Zirkonium adalah logam putih keabuan yang jarang dijumpai di alam bebas. Ia memiliki lambang kimia Zr, nomor atom 40, massa atom relatif 91,224.

Logam zirkonium digunakan dalam teras reaktor nuklir karena tahan korosi dan tidak menyerap neutron. Zircaloy merupakan aliase zirkonium yang penting untuk penyerapan nuklir, seperti menyalut bagian-bagian bahan bakar.

Zirkonium banyak terdapat dalam mineral seperti zirkon dan baddelyit. Baddeleyit sendiri merupakan oksida zirkonium yang tahan terhadap suhu luar biasa tinggi sehingga digunakan untuk pelapis tanur.

Zirconium merupakan salah satu unsur di alam yang memiliki sifat tahan terhadap temperatur tinggi. Zirconium tidak terdapat dalam bentuk bebas di alam melainkan dalam bentuk zirconium silikat pada zircon (ZrSiO4) dan zirconium oksida pada badelleyit (ZrO2). Zirconium banyak didapatkan dalam batuan vulkanik, basalt, dan batuan granit. Mineral baddeleyit atau ZrO2 adalah bentuk zirconium dioksida alam. Kristalnya mempunyai densitas antara 5.4 – 6.02 dan kekerasannya 6.5 skala mesh yang mengandung zirconium dioksida 80% – 90%. Zirconium terdapat pada banyak mineral zircon bervariasi dari 61% – 67%. Secara teoristik zirconium di dalam silikat normal sebesar 67.2%. Dalam jumlah sedikit zirconium terdapat pada banyak mineral seperti mineral titanat, tantolo niobat, tanah jarang, silikat, dan sebagainya. Dalam jumlah agak besar, zirkonium terdapat pada mineral baddeleyit dan mineral zircon atau campuran dari zircon dioksida dan zircon silikat (ZrSiO4). Zirconium mempunyai dua bentuk allotropi yaitu α dengan struktur hexagonal, stabil pada temperatur 863 °C ke bawah dan bentuk β dengan struktur kubik berkisi-kisi yang stabil pada temperatur 863 °C ke atas. Logam zirconium tahan terhadap korosi, tidak bereaksi dengan air, asam (nitrat, sulfat sebagai pelarut) meskipun dengan pemanasan. Pada suhu tinggi, zirkonium dapat bereaksi dengan oksigen, nitrogen, halogen, sulfur, hidrogen maupun karbon. Zirkonium hasil pengolahan dari pasir zircon dalam pemanfaatannya dapat dipadukan dengan unsur-unsur logam lain, yang disebut zircaloy. Logam yang biasa ditambahkan tersebut Antara lain Krom (Cr), besi (Fe), nikel (Ni), timah putih (Sn), dan tembaga (Cu).[5][6][7][8]

Zirconium banyak digunakan dalam industri High-tech karena sifat mekanik, termal, elektrik, kimia, dan optiknya yang mendukung. Unsur ini banyak digunakan dalam produksi keramik dan reactor nuklir sebagai pelapis bahan bakar nuklir. Zirconium juga digunakan untuk pembuatan pompa, katup, dan penukar panas. Berdasarkan sifat ketahanan terhadap api, zirkonium sering digunakan sebagai komposisi utama peralatan perang, kotak sekring, dan terdapat pada peluru pyrophoric pembuka vakum, serta sebagai eksitasi laser pada photografi. Penerapan perpaduan zirkonium murni, seoerti perpaduannya dengan niobium akan menghasilkan super konduktor, perpaduannya dengan titanium digunakan pada pesawat terbang, dan perpaduannya dengan tembaga akan memperbaiki sifat zirkonium tersebut.[7][9]

Berdasarkan ketahanannya terhadap korosi, logam zircon digunakan sebagai bahan tembahan pada pabrik pembuatan pompa, kran, pipa, alat penukar panas, dan tangki bahan kimia, terutama asam sulfat dan asam hidroklorida. Penggunaan logam zirkonum ini juga digunakan oleh pabrik penghasil urea, hidrogen peroksida, metil metaklirat dan asam asetat. Zirkonium merupakan bahan yang mempunyai peran yang sangat strategis dalam berbagai industri karena keunggulannya jika dibandingkan dengan bahan lain. Reaktor nuklir memerlukan material tahan korosi, daya serap neutron yang rendah, sifat mekanik yang sesuai, dapat digunakan sebagai bahan pendukung struktur, serta permukaan untuk perpindahan panas yang baik. Berilium (Be) merupakan salah satu mineral yang dapat bertahan pada suhu tinggi, tetapi mineral ini jarang didapat, selain harganya mahal, sifat mekaniknya juga tidak baik dan fabrikasinya sulit. Berbeda sekali dengan zirkonium yang sangat banyak terdapat dalam mineral zircon. Selain berilium (Be), mineral lain yang dapat digunakan dalam industri nuklir adalah alumunium (Al) dan magnesium (Mg), tetapi mineral-mineral ini tidak tahan pada suhu tinggi, sehingga hanya digunakan untuk reaktor riset.[10][11]

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ "Hasil Pencarian". KBBI Daring. Diakses tanggal 17 Juli 2022. 
  2. ^ "Zirconium: zirconium(I) fluoride compound data". OpenMOPAC.net. Diakses tanggal 16 Juli 2022. 
  3. ^ Lide, D. R., ed. (2005). "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (edisi ke-86). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  4. ^ Pritychenko, Boris; Tretyak, V. "Adopted Double Beta Decay Data". National Nuclear Data Center. Diakses tanggal 25 Juli 2022. 
  5. ^ Anonim, 2009, Proposal Uji Fungsi Reaktor Pelindian Air dan HCl secara Sinambung, Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan BATAN, Yogyakarta
  6. ^ Ardiansyah, 2011, Ekstraksi Senyawa Zirkonia dari Pasir Zirkon dengan Metode Mechanical Activation, Program Studi Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah, Jakarta
  7. ^ a b Sajima, 2008, Pengoperasian Reaktor Pelindian, Laporan Kerja, PTAPB-BATAN, Yogyakarta
  8. ^ Sajima, 2008, Pengoperasian Tungku Peleburan, Laporan Kerja, PTAPB-BATAN, Yogyakartaa
  9. ^ Liu dkk, 2013, Analiysis of water leaching and transition processes in zirconium ixydhloride octahydrate production, Ceramics International, no 40, halaman 1431 – 1438
  10. ^ Manson, B., 1957, Nuclear Chemical Engineering, Mc Graw-KBI Book Company, New York
  11. ^ Sajima, 2008, Pengoperasian Tungku Peleburan, Laporan Kerja, PTAPB-BATAN, Yogyakarta